अकारिसाइड्स (कीटकनाशके) हा कीटकनाशकांचा एक प्रकार आहे, जो शेती, उद्योग आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. याचा उपयोग प्रामुख्याने शेतीतील माइट्स (कीटक) किंवा पशुधन आणि पाळीव प्राण्यांवरील टिक्सवर (गोचिड) नियंत्रण मिळवण्यासाठी केला जातो. दरवर्षी माइट्सच्या (कीटकांच्या) प्रादुर्भावामुळे जगाला मोठे नुकसान सोसावे लागते. संयुक्त राष्ट्रांच्या अन्न आणि कृषी संघटनेनुसार, जगातील ८० टक्के गुरांच्या कळपांना टिक्सचा (गोचिडांचा) प्रादुर्भाव आहे, ज्यामुळे जगाला दरवर्षी अंदाजे ७.३ अब्ज डॉलर्सचे आर्थिक नुकसान होते. दक्षिण अमेरिकेत, मोनोनिचेलस प्लँकी मॅकग्रेगर (अकारी: टेट्रानिकिडे) या कोळी कीटकामुळे खराब झालेल्या सोयाबीनच्या पिकांच्या धान्याच्या उत्पादनात अंदाजे १८.२८% घट झाली. चीनमध्ये, सुमारे ४ कोटी एकर लिंबूवर्गीय पिकांवर पॅनोनिचस सिट्री (मॅकग्रेगर) या कीटकाचा प्रादुर्भाव आहे. त्यामुळे, अकारिसाइड्सची जागतिक बाजारपेठेतील मागणी दरवर्षी वाढत आहे. २०१८ मध्ये कीटकनाशकांच्या बाजारपेठेतील शीर्ष आठ उत्पादने आहेत: स्पिरोडिक्लोफेन, स्पिरोमेथिकोन, डायफेंथियुरॉन, बायफेनाझेट, पायरीडाबेन, प्रोपार्गाइट, हेक्सिथियाझॉक्स आणि फेनपायरॉक्सिमेट. त्यांची एकूण विक्री ५७२ दशलक्ष अमेरिकी डॉलर असून, कीटकनाशकांच्या बाजारपेठेत त्यांचा वाटा ६९.१% आहे. २०२५ पर्यंत या बाजारपेठेचा आकार २ अब्ज अमेरिकी डॉलरपर्यंत पोहोचण्याची अपेक्षा आहे. जागतिक स्तरावर लागवडीयोग्य जमीन कमी होत असल्यामुळे, लोकसंख्या वाढत असल्यामुळे, नैसर्गिक उत्पादनांची मागणी वाढत असल्यामुळे आणि शाश्वत कृषी पद्धतींची मागणी वाढत असल्यामुळे, कीटकनाशकांच्या बाजारपेठेचा आकार आणखी मोठा होण्याची शक्यता आहे.
जागतिक कीटकनाशक बाजाराच्या विश्लेषणातून असे दिसून येते की, लाल कोळी, पॅनक्लॉ सिट्रस आणि पॅनोनिकस उर्मी या आर्थिकदृष्ट्या सर्वाधिक महत्त्वाच्या कीटक प्रजाती असून, बाजारात त्यांचा वाटा ८०% पेक्षा जास्त आहे. इतर संबंधित कीटकांमध्ये स्यूडो स्पायडर माइट्स (मुख्यतः शॉर्ट स्पायडर माइट्स), रस्ट माइट्स आणि गॉल व हॉर्सफ्लाय माइट्स यांचा समावेश होतो. लिंबूवर्गीय फळे, द्राक्षे, सोयाबीन, कापूस आणि मका यांसारख्या भाज्या व फळे ही मुख्य पिके आहेत, ज्यांच्यासाठी कीटकनाशकांचा वापर केला जातो.
तथापि, स्पायडर माइट्स आणि पॅनक्लॉ माइट्ससारख्या शाकाहारी माइट्सचे लहान जीवनचक्र, पार्थेनोजेनेसिस (अनिषेकजनन), अद्वितीय चयापचय साधने आणि तीव्र पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमतेमुळे, त्यांची कीटकनाशकांना असलेली प्रतिकारशक्ती झपाट्याने वाढली आहे. नोंदवलेल्या १२ प्रतिरोधक संधिपाद प्राण्यांपैकी ३ माइट्स आहेत. कीटकनाशकांच्या जागतिक वापरामध्ये, ऑर्गनोफॉस्फेट्स, कार्बामेट्स, ऑर्गनोक्लोरिन्स आणि पायरेथ्रॉइड्स यांसारख्या पारंपरिक रासायनिक कीटकनाशकांचे वर्चस्व अजूनही कायम आहे. अलिकडच्या वर्षांत, बायफेनाझेट आणि ॲसिटाफेनॅकसारखी उच्च-कार्यक्षम कीटकनाशके बाजारात आली असली तरी, कीटकनाशकांच्या एकसमानतेची समस्या अजूनही गंभीर आहे. या कीटकनाशकांच्या दीर्घकालीन आणि अशास्त्रीय वापरामुळे, बहुतेक शाकाहारी माइट्समध्ये बाजारात उपलब्ध असलेल्या रासायनिक कीटकनाशकांविरुद्ध वेगवेगळ्या पातळ्यांची प्रतिकारशक्ती विकसित झाली आहे आणि त्यांचा प्रभाव लक्षणीयरीत्या कमी झाला आहे. दुसरीकडे, पर्यावरणीय समस्यांकडे वाढत्या लक्षामुळे आणि सेंद्रिय शेतीच्या क्षेत्रात हळूहळू होणाऱ्या वाढीमुळे, जागतिक बाजारपेठेत पिकांच्या संरक्षणासाठी नैसर्गिक उत्पादनांची मागणी लक्षणीयरीत्या वाढली आहे. त्यामुळे, सुरक्षित, कार्यक्षम, पर्यावरणास अनुकूल, नैसर्गिक शत्रूंसाठी कमी हानिकारक आणि ज्यांच्याविरुद्ध प्रतिकारशक्ती सहज विकसित होत नाही अशा सुरक्षित व नवीन जैविक कीटकनाशकांचा विकास अटळ आहे.
या आधारावर, उद्योग आणि औद्योगिक विकासासाठी चीनच्या जैविक संसाधनांच्या फायद्यांचा पुरेपूर वापर करून जैविक कीटकनाशकांच्या संशोधन, विकास आणि उपयोगाला चालना देणे ही एक तातडीची गरज आहे.
१. वेराट्रोट्रॉल अल्कलॉइड्सची संशोधन पार्श्वभूमी
हेलेबोर, ज्याला पर्वतीय कांदा किंवा काळा हेलेबोर असेही म्हणतात, ही एक बहुवार्षिक औषधी वनस्पती आहे. चीनमधील एक स्थानिक कीटकनाशक वनस्पती म्हणून, लोक अनेकदा वाढीच्या काळात तिचे कंद खणून काढतात आणि त्याचा सौम्य काढा बनवून मेंढ्या, शेळ्या, गुरे आणि इतर पाळीव प्राण्यांना थंड पाण्याने धुण्यासाठी, तसेच घरमाशीच्या अळ्या आणि इतर परजीवींचा बंदोबस्त करण्यासाठी वापरतात. नंतर संशोधकांना असे आढळून आले की हेलेबोरचा इतर कीटकांवरही चांगला नियंत्रण प्रभाव आहे. उदाहरणार्थ, व्हेराट्रम कंदाच्या इथाइल ॲसिटेट अर्कामध्ये प्लुटेला झायलोस्टेलाच्या दुसऱ्या आणि तिसऱ्या अवस्थेतील अळ्यांवर चांगली कीटकनाशक क्रियाशीलता आहे, तर व्हेराट्रॉल अल्कलॉइड अर्काचा जर्मन झुरळाच्या प्रौढ आणि चौथ्या अवस्थेतील अळ्यांवर निश्चित प्राणघातक परिणाम होतो. त्याच वेळी, संशोधकांना असेही आढळून आले की व्हेराट्रम कंदाच्या वेगवेगळ्या अर्कांमध्ये चांगली कीटकनाशक क्रियाशीलता आहे, ज्यामध्ये इथेनॉल अर्क > क्लोरोफॉर्म अर्क > एन-ब्युटेनॉल अर्क यांचा क्रम लागतो.
तथापि, सक्रिय घटक कसे काढावेत ही एक अवघड समस्या आहे. चिनी संशोधक सामान्यतः वेराट्रमच्या कंदांमधून सक्रिय पदार्थ मिळवण्यासाठी अमोनिया-अल्कलीकृत क्लोरोफॉर्म अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण, जल निष्कर्षण, इथेनॉल पर्कोलेशन निष्कर्षण आणि सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण या पद्धती वापरतात. त्यापैकी, अमोनिया-अल्कलीकृत क्लोरोफॉर्म अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पद्धतीत मोठ्या प्रमाणात विषारी द्रावक क्लोरोफॉर्म वापरला जातो, तरीही निष्कर्षण दर तुलनेने जास्त असतो; तर जल निष्कर्षण पद्धतीत अनेक वेळा निष्कर्षण करावे लागते, पाण्याचा वापर जास्त होतो आणि निष्कर्षण दर कमी असतो. वेराट्रोलिन अल्कलॉइड्स काढण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण पद्धतीत केवळ उच्च निष्कर्षण दरच नाही, तर सक्रिय घटक नष्ट होत नाहीत आणि प्राप्त उत्पादनांमधील सक्रिय घटकांची औषधी क्रियाशीलता आणि शुद्धता देखील मोठ्या प्रमाणात सुधारते. याव्यतिरिक्त, CO2 बिनविषारी आणि द्रावक-मुक्त अवशेष असल्याने मानवी शरीर आणि पर्यावरणासाठी निरुपद्रवी आहे, ज्यामुळे पारंपरिक निष्कर्षण पद्धतींमुळे होणारे पर्यावरण प्रदूषण कमी होऊ शकते आणि वनस्पतींच्या औषधी गुणधर्मांसाठी सर्वोत्तम निष्कर्षण आणि विलगीकरण तंत्रज्ञानांपैकी एक म्हणून या पद्धतीची नोंद झाली आहे. मात्र, जोखमीची उत्पादन प्रक्रिया आणि उच्च खर्च यामुळे त्याच्या मोठ्या प्रमाणावरील औद्योगिक वापरास अडथळा येतो.
२. वेराट्रोट्रॉल अल्कलॉइड्सच्या संशोधन आणि विकासातील प्रगती
वेराट्रमच्या निष्कर्षण तंत्रज्ञानावरील अभ्यास. हे सह-निष्कर्षण तंत्रज्ञान प्रामुख्याने पारंपरिक चिनी औषधी वनस्पती वेराट्रोरमवर आधारित असून, त्याला नैसर्गिक औषधी सामग्रीची जोड दिली जाते. यामध्ये, वेराट्रोटोइन आणि इतर अनेक सक्रिय घटक एकत्र तयार केले जातात आणि त्याच वेळी, वनस्पतीजन्य औषधी सामग्रीचे सतत निष्कर्षण करण्यासाठी विविध द्रावकांचा वापर केला जातो, जेणेकरून वनस्पतीजन्य औषधी सामग्रीमधील प्रभावी सक्रिय घटकांचे टप्प्याटप्प्याने शुद्धीकरण आणि अवक्षेपण जास्तीत जास्त करता येईल. कच्च्या मालाच्या एकाच बॅचमधून भिन्न कार्यक्षमता किंवा समान कार्यक्षमता असलेल्या संयुगांचे गट घटक मिळवले जातात. यामुळे वनस्पतीजन्य कच्च्या मालाच्या वापराचा दर लक्षणीयरीत्या सुधारतो, उत्पादन खर्च कमी होतो आणि बाजारपेठेतील स्पर्धात्मकता लक्षणीयरीत्या वाढते.
वेराट्रम सक्रिय पदार्थांच्या कार्यप्रणालीचा अभ्यास. वेराट्रॉल रायझोम अर्क हे एक प्रकारचे मिश्रण आहे, ज्यामध्ये वेराट्रॉल, रेझवेराट्रॉल, वेराट्रोटोइन, सायक्लोपामिन, वेराट्रॉल आणि रेझवेराट्रॉल ऑक्साईड यांसारखे दहापेक्षा जास्त सक्रिय घटक असतात. कीटकांची मज्जासंस्था.
संशोधन अहवालानुसार, त्याची विषारीता व्होल्टेज-डिपेंडेंट Na+ चॅनेल्स उघडण्यावर आधारित आहे, ज्यामुळे पुढे व्होल्टेज-ॲक्टिव्हेटेड Ca2+ चॅनेल्स उघडतात आणि न्यूरोट्रान्समीटर बाहेर पडतात. व्होल्टेज-गेटेड सोडियम आयन चॅनेल्स हे न्यूरॉनल आणि स्नायूंच्या सिग्नलिंगचा एक अविभाज्य भाग आहेत. व्हेराट्रम अर्कातील सक्रिय घटक सोडियम आयन चॅनेल्समध्ये विद्युत प्रवाहात अडथळा निर्माण करू शकतात, ज्यामुळे पेशीपटलाच्या पारगम्यतेत बदल होऊन, कंपनाचा धक्का बसतो आणि अखेरीस मृत्यू ओढवतो.
त्याच वेळी, काही फ्रेंच विद्वानांनी असे नोंदवले की व्हेराट्रोलिन अल्कलॉइड्स कीटकांच्या ॲसिटिलकोलिनस्टेरेज (AChE) ला गैर-स्पर्धात्मकपणे देखील रोखू शकतात. व्हेराट्रोट्रोल अल्कलॉइड्सच्या या नवीन कार्यप्रणालीमुळे, अनेक ठिकाणी हल्ला होऊ शकतो आणि कीटकांना त्यांच्या स्वतःच्या संरचनात्मक बदलांद्वारे या बहु-क्रियास्थळी काम करणाऱ्या औषधांशी जुळवून घेणे कठीण असते, त्यामुळे त्यांच्यामध्ये औषध-प्रतिकारशक्ती विकसित होणे सोपे नसते.
०.१% सीई हेलेबोर कंदमूळ अर्क तयार करण्याचे तंत्रज्ञान. प्रगत निष्कर्षण तंत्रज्ञान आणि उत्कृष्ट तयारी तंत्रज्ञानामुळे, या औषधाचा पृष्ठताण कमी असतो, ज्यामुळे ते कीटकांच्या शरीराला वेगाने वेढू शकते, औषध द्रावणाच्या प्रवेशास आणि शोषणास चालना देते, आणि सक्रिय घटकांचा प्रभाव वाढवते. हे पाण्यात सहज विरघळते आणि विरघळल्यानंतर द्रावण पारदर्शक आणि एकसंध होते. १००० पट विरळ केल्यावर, कॅनव्हास शीट पूर्णपणे ओली होण्यासाठी ४४ सेकंद लागतात आणि ते वेगाने ओले होऊन आत शिरते. अनेक प्रकाश विखुरण स्थिरता डेटाने दाखवले की ०.१% सीई वेराट्रम कंदमूळ अर्क तयार करण्याच्या पद्धतीत चांगली स्थिरता होती आणि ते विविध क्षेत्रीय वापराच्या वातावरणास पूर्णपणे अनुकूल होते.
०.१% सीई वेराट्रम कंद अर्काच्या उपयोजन तंत्रज्ञानावरील संशोधन प्रगती
नवीन तंत्रज्ञानामुळे औषधाच्या जलद-कार्य करण्याच्या गुणधर्मांमध्ये मोठी सुधारणा झाली आहे. पूर्वीच्या तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, उत्पादनामध्ये एकाच घटकाचा वापर कमी झाला आहे. या अद्वितीय प्रक्रियेमुळे, उत्पादनातील घटक अधिक प्रमाणात आहेत आणि सहक्रियात्मक परिणाम अधिक स्पष्ट आहे.
त्याच वेळी, सध्याच्या रासायनिक कीटकनाशकांसोबत वापरल्यास, ते प्रथम, लाल कोळी कीटकांची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते, रासायनिक कीटकनाशकांचे प्रमाण कमी करू शकते आणि नियंत्रणाचा प्रभाव सुधारू शकते. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, चीनमधील ग्वांग्शी प्रांतातील हेझोऊ येथे लिंबूवर्गीय पिकांवरील पॅनोनिचस माइट्सच्या प्रादुर्भावाच्या उच्च काळात, ०.१% सीई वेराट्रम रायझोम अर्क + ३०% इथॉक्साझोलची फवारणी २० मिनिटांत प्रभावी ठरली, फवारणीनंतर ३ दिवसांनी एकही जिवंत कीटक दिसला नाही आणि फवारणीनंतर ११ दिवसांनीही नियंत्रणाचा प्रभाव ९५% पेक्षा जास्त टिकून राहिला. जिआंग्शीमधील रुईजिन नेव्हल ऑरेंज लिंबूवर्गीय पिकांवरील पॅनक्लॉ माइट्सच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, ०.१% सीई वेराट्रम रायझोम अर्क + ३०% टेट्रामिझिन बायफेनाझेटच्या फवारणीनंतर १ दिवसात सर्व कीटक मेले आणि फवारणीनंतर ३ दिवसांनी एकही जिवंत कीटक दिसला नाही, १६ दिवसांनंतरही नियंत्रणाचा प्रभाव जवळपास ९९% होता.
वरील क्षेत्रीय जैवचाचणीच्या निकालांवरून असे दिसून येते की, जेव्हा लाल कोळी किड्यांची मूळ संख्या कमी किंवा जास्त असते, तेव्हा रासायनिक घटकांसोबत एकल किंवा संयुक्त वापर केल्यास, व्हेराटेला वल्गारिसच्या कंदाचा अर्क लाल कोळी किड्यांची मूळ संख्या कमी करू शकतो आणि रासायनिक कीटकनाशकांचा नियंत्रण प्रभाव सुधारू शकतो. त्याने उत्कृष्ट नियंत्रण प्रभाव दर्शविला. त्याच वेळी, हेलेबोरच्या कंदाचा अर्क वनस्पतींपासून मिळवला जातो. शिफारस केलेल्या सांद्रतेमध्ये, तो बहुतेक वनस्पतींच्या कळी, फुलोरा आणि कोवळ्या फळांच्या अवस्थेत वापरण्यासाठी सुरक्षित आहे आणि त्याचा कोंब, फुले व फळांच्या वाढीवर कोणताही परिणाम होत नाही. तो कोळी किड्यांच्या नैसर्गिक शत्रूंसारख्या लक्ष्य नसलेल्या जीवांकरिता सुरक्षित आणि पर्यावरणास अनुकूल आहे, आणि सध्याच्या कीटकनाशके व माइटनाशकांसोबत त्याची कोणतीही क्रॉस-रेझिस्टन्स (प्रतिकारशक्ती) नाही. तो कोळी किड्यांच्या एकात्मिक व्यवस्थापनासाठी (IPM) अत्यंत योग्य आहे. आणि रासायनिक कीटकनाशकांच्या वापरात घट झाल्यामुळे, लिंबूवर्गीय फळांमधील इथॉक्साझोल, स्पिरोडिक्लोफेन आणि बायफेनाझेट यांसारख्या रासायनिक कीटकनाशकांचे अवशेष “अन्नपदार्थांमधील कीटकनाशकांच्या कमाल अवशेष मर्यादेसाठीचे चीनचे राष्ट्रीय अन्न सुरक्षा मानक”, “युरोपियन युनियन अन्नपदार्थांमधील कीटकनाशक अवशेष मर्यादा मानक” आणि “अन्नपदार्थांमधील अमेरिकन कीटकनाशक अवशेष मर्यादा मानक” यांची पूर्णपणे पूर्तता करतात, जे अन्न सुरक्षा आणि कृषी उत्पादनांची गुणवत्ता व सुरक्षिततेसाठी एक ठोस हमी देतात.
जनुकीय संपादन तंत्रज्ञान हेलेबोरच्या औद्योगिकीकरणाला चालना देते
हेलेबोर ही एक सामान्य औषधी वनस्पती असून, ती लिलिएसी कुळातील एक बहुवर्षीय वनस्पती आहे. ती डोंगर, जंगल किंवा झुडपांमध्ये वाढते. चीनमधील शांक्सी, हेबेई, हेनान, शांदोंग, लियाओनिंग, सिचुआन, जिआंग्सू आणि इतर ठिकाणी तिचे वितरण आहे. तिचे नैसर्गिक स्रोत मुबलक प्रमाणात आढळतात. संशोधनानुसार, औषधी हेलेबोरचे वार्षिक उत्पादन सुमारे ३००-५०० टन आहे आणि तिच्या अनेक जाती आहेत, जसे की हेलेबोर, शिंगआन हेलेबोर, माओसू हेलेबोर आणि गुलिंग हेलेबोर, आणि प्रत्येक प्रजातीमधील सक्रिय घटक एकसारखे नसतात.
जैवतंत्रज्ञानाच्या जलद विकासामुळे आणि हेलिबोरच्या औषधी सामग्रीवरील सखोल संशोधनामुळे, हेलिबोरच्या औषधी प्रजाती सुधारण्यासाठी जनुकीय संपादन तंत्रज्ञानाचा वापर आणि जंगली हेलिबोर प्रजातींचे कृत्रिमरीत्या पाळीवकरण टप्प्याटप्प्याने प्रगती करत आहे. हेलिबोरच्या जातींच्या कृत्रिम लागवडीमुळे, हेलिबोरच्या उत्खननामुळे जंगली जननद्रव्य संसाधनांना होणारे नुकसान मोठ्या प्रमाणात कमी होईल आणि कृषी तसेच वैद्यकीय क्षेत्रात हेलिबोरच्या औद्योगिकीकरणाला अधिक चालना मिळेल.
भविष्यात, औषधी वनस्पतींपासून मिळवलेल्या हेलिबोर कंदांच्या नैसर्गिक अर्कांमुळे पारंपरिक रासायनिक कीटकनाशकांचा वापर हळूहळू कमी होण्याची अपेक्षा आहे, आणि त्यामुळे कृषी उत्पादनांची गुणवत्ता सुधारणे, त्यांची सुरक्षितता वाढवणे, कृषी पर्यावरणीय संतुलन सुधारणे आणि जैवविविधता टिकवून ठेवणे यांमध्ये मोठे योगदान मिळेल.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-ऑगस्ट-२०२२
